非真空熔炼装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种非真空熔炼装置，它包括第一体炉（1）、第二体炉（2）和第三体炉（3），所述第二体炉（2）和第三体炉（3）之间设置有连接通道（4），所述连接通道（4）中部设置有石墨狼牙棒自匀器（5），所述石墨狼牙棒自匀器（5）两侧的连接通道（4）外侧均绕置有通电线圈（6）。本发明专利技术实现了铜铬锆合金接触线的连续性生产，而不受炉体容量大小的影响，可生产任意长度、符合成分要求的铜铬锆合金接触线，能够满足未来高速铁路发展的需求。

【技术实现步骤摘要】
非真空熔炼装置
本专利技术涉及一种非真空熔炼装置，主要用于大长度高强高导铜铬锆合金接触线的连续性生产。
技术介绍
随着电子信息技术的发展，对铜合金导电材料的综合使用性能要求越来越高，要求其在保持高强度（硬度）、韧性、耐磨性的同时，仍保持较高的导电性、导热性、耐寒性、无铁磁性等特性。这些优良的特性，使铜合金逐渐成为电力、信息、交通、能源、轻工及航天航空等高科技领域中使用的重要金属材料。很多场合很少以纯铜的形式应用，这是因为纯铜的强度较低（230～300MPa），冷加工后虽然可以达到400MPa以上，但伸长率仅为2%，在加热或一定温度下使用时，其强化效果很容易消失。所以，纯铜仅能应用于受力不大的电力、电器、电子的导电体、散热体、装饰件等。在保持纯铜的一些优良性能的前提下，尽可能提高铜的强度（硬度）和耐磨性，随即高强度高导电性铜合金逐渐被研发出来。目前高速电气化铁路采用Cu-Mg、Cu-Sn合金接触线，该类线材均是以丧失导电率为前提的，而时效强化型铜合金如Cu-Cr-Zr等，是利用时效强化析出纳米级粒子来提高材料强度，并且保证了材料的强度，此类材料有突出的强度和导电率的匹配关系，但是此类合金存在生产控制困难、成本高、大批量生产质量不稳定等难点。铜铬锆合金作为一种高强度、高导电、高软化温度的合金材料，其优异的性能已被广泛地应用在国民经济的许多重要领域。这种材料以铜为基，添加金属铬和金属锆，由于铬和锆在高温熔炼铸造条件下与氧的亲和力极强，在熔炼和铸造过程中极易氧化挥发，因而，生产难度较大。一般情况下需要采用真空熔炼和铸造的方法，以减少氧化和挥发，保证产品最终具有符合要求的化学成分。然而，此种方式生产周期长，由于是一炉一铸，长度重量和形状都受到限制，且真空生产成本高、产量小，很难建立连续化工业生产规模。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种非真空熔炼装置，它实现了铜铬锆合金接触线的连续性生产，而不受炉体容量大小的影响，可生产任意长度、符合成分要求的铜铬锆合金接触线，能够满足未来高速铁路发展的需求。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种非真空熔炼装置，它包括第一体炉、第二体炉和第三体炉，所述第二体炉和第三体炉之间设置有连接通道，所述连接通道中部设置有石墨狼牙棒自匀器，所述石墨狼牙棒自匀器两侧的连接通道外侧均绕置有通电线圈。所述第一体炉、第二体炉和第三体炉顶部均设置有氩气进口和调压器。所述第二体炉和第三体炉顶部均设置有加磷碳口。所述第一体炉顶部设置有加料通道，所述加料通道内设置有加料装置，所述第一体炉前端设置有盖板。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术实现了铜铬锆合金接触线的连续性生产，而不受炉体容量大小的影响，可生产任意长度、符合成分要求的铜铬锆合金接触线，能够满足未来高速铁路发展的需求；2、本专利技术采用非真空熔炼，降低了铜铬锆熔炼成本和难度，可操作性强于真空熔炼，并使合金成份分布更加均匀，并且可以大长度连续熔炼。附图说明图1为本专利技术的一种非真空熔炼装置的结构示意图。图2为传统三体炉合金成份分布不均匀的结构示意图。图3为应用本专利技术的一种大长度高强高导铜铬锆合金接触线的生产工艺中在线连续固溶强化装置的结构示意图。图4为应用本专利技术的一种大长度高强高导铜铬锆合金接触线的生产工艺中在线连续水淬装置的结构示意图。图5为应用本专利技术的一种大长度高强高导铜铬锆合金接触线的生产工艺中直角通道连续挤压装置实施例1的结构示意图。图6为应用本专利技术的一种大长度高强高导铜铬锆合金接触线的生产工艺中直角通道连续挤压装置实施例2的结构示意图。图7为图6的A-A剖视图。图8为图6的B-B剖视图。图9为图6的C-C剖视图。其中：第一体炉1第二体炉2第三体炉3连接通道4石墨狼牙棒自匀器5通电线圈6投料通道7加料装置8盖板9氩气进口10调压器11加磷碳口12结晶器13第一外筒体14罩式电磁加热装置15第一旋转钢筒16第一进料口17第一出料口18第二外筒体19进水口20出水口21水冷却循环系统22第二进料口23第二出料口24网孔板25第二旋转钢筒26第一挤压模具27第一进料通道28直角出料通道29第一挤压腔体30第一冲道31第二冲道32第三冲道33水冷系统34第二挤压模具35第二挤压空腔36第二进料通道37中心出料通道38第一直角通道39第一竖直通道39.1第一水平通道39.2第二直角通道40第二竖直通道40.1第二水平通道40.2逆向循环冷却系统41进料加压通道42。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。本实施例中的一种大长度高强高导铜铬锆合金接触线的生产工艺，它包括以下工艺步骤：步骤一、非真空熔炼向熔炼装置内按比例投放标准阴极铜、铜铬中间合金和铜锆中间合金进行铜铬锆合金的熔炼；所述非真空熔炼装置的结构如图1所示，它包括第一体炉1、第二体炉2和第三体炉3，所述第二体炉2和第三体炉3之间设置有连接通道4，所述连接通道4中部设置有石墨狼牙棒自匀器5，所述石墨狼牙棒自匀器5两侧的连接通道4外侧均绕置有通电线圈6；所述第一体炉1顶部设置有加料通道7，所述加料通道7内设置有加料装置8，所述第一体炉1前端设置有盖板9；所述第一体炉1、第二体炉2和第三体炉3顶部均设置有氩气进口10和调压器11；所述第二体炉2和第三体炉3顶部均设置有加磷碳口12；所述第三体炉3上方设置有上引连铸机，所述上引连铸机的结晶器13伸入第三体炉3内；第一体炉中，加料装置加完料后，炉液上方的空间（氩气室）内充满氩气，保持气压在1.02个标准大气压的微正压，如果超过1.02个标准大气压，调压器自动释放气体自动调节，若气压不足1.02个标准大气压的微正压，自动补气充氩气，通过该技术，可以使炉水与空气隔绝，而锆与惰性气体氩气不发生反应，从而保证铬与锆不与外界的气体发生反应。同时也可以将附着在铜板上的水气和其他气体吹出氩气室。等到铜板完全加入第一体炉中时，关闭盖板。第三体炉中，加磷碳口可以在加好磷片和木碳后关闭，加磷碳的目的使炉气中的杂质气体可以充分反应，达到除氧，除氢的目的。第二体炉中，类似。调压器的功能相同。此步骤是在现有三体炉的基础进一步创新和改良，由于第一体炉和第二体炉经过电磁搅拌后，内部的合金成份分布依然不均匀，呈现出既分散又积聚的特点，一部分的合金成份的浓度高，呈枣核状多处分布，一部份合金成分的浓度低，如图2所示；造成这种枣核式分布的原因是由于合金炉液溶剂的粘度大，即炉液中溶剂的金属阳离子之间的金属键能高，加入的合金元素扩散的阻力大，合金元素不容易均匀扩散，就像油中加入芝麻一样，虽然经过搅拌，但仍不能均匀扩散，它不同于氯化钠溶于水中那样均匀扩散而形成稳定的溶液。为解决合金元素均匀扩散的问题，采用炉水经过第二体炉与第三体炉的连接通道时，增加通电线圈产生的涡流进行充分搅拌，并经过石墨狼牙棒自匀器时，由于石墨狼牙棒自匀器上的多个尖刺作用下，枣核式的合金元素炉水会被破碎并重新分布，使加入合金元素均匀化。步骤二、上引连铸采用上引连续铸造方式制备铜铬锆合金连续铸杆；步骤三、在线连续固溶强化采用在线连续固溶强化装置在960~1000℃之间在线连续固溶强化0.5~2小时，然后采用在线连续水淬装置冷却至室温；如图3所示，所述在线连续固溶强化装置包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非真空熔炼装置，其特征在于：它包括第一体炉（1）、第二体炉（2）和第三体炉（3），所述第二体炉（2）和第三体炉（3）之间设置有连接通道（4），所述连接通道（4）中部设置有石墨狼牙棒自匀器（5），所述石墨狼牙棒自匀器（5）两侧的连接通道（4）外侧均绕置有通电线圈（6）。

【技术特征摘要】
1.一种非真空熔炼装置，其特征在于：它包括第一体炉（1）、第二体炉（2）和第三体炉（3），所述第二体炉（2）和第三体炉（3）之间设置有连接通道（4），所述连接通道（4）中部设置有石墨狼牙棒自匀器（5），所述石墨狼牙棒自匀器（5）两侧的连接通道（4）外侧均绕置有通电线圈（6）。2.根据权利要求1所述的一种非真空熔炼装置，其特征在于：，所述第一体炉（1）、第二体炉（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁衍任，李学斌，沈华，赵德胜，杨玉军，车明安，袁远，路超，吴静，
申请(专利权)人：中铁建电气化局集团康远新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32